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1、2024/7/24 2:301实验化学实验化学专题专题5 电化学问题研究电化学问题研究课题课题1 原电池实验的探究原电池实验的探究 浙江省上虞中学浙江省上虞中学林炯林炯2024/7/24 2:302一、背景材料分析一、背景材料分析 2024/7/24 2:303（一）从现行教材看（一）从现行教材看子课题子课题 1 原电池实验原电池实验子课题子课题 2 制作氢氧燃料电池制作氢氧燃料电池子课题子课题 3 金属的电化学腐蚀金属的电化学腐蚀拓展课题拓展课题 干电池的模拟实验干电池的模拟实验课题课题1 原电池原电池教材资料：教材资料：锌锌-铜铜-稀硫酸为材料的原电池。稀硫酸为材料的原电池。专题作业：专题
2、作业：从理论上分析用铝从理论上分析用铝-铜铜-氢氧化钠为材料，氢氧化钠为材料， 能否形成原电池。能否形成原电池。化学化学2第第3940页页化学教学化学教学2007（10）4页页化学教育化学教育2007（2）53页页2024/7/24 2:304（二）从学科指导看（二）从学科指导看基本要求：基本要求：通过原电池实验，加深对原电池工作原理的认识。通过原电池实验，加深对原电池工作原理的认识。发展要求：发展要求：能根据已知的电池总反应式，判断电池的正负极，能根据已知的电池总反应式，判断电池的正负极，书写电极反应式。书写电极反应式。说说 明：明：电极的极化作用对原电池产生电流的影响只作一电极的极化作用对
3、原电池产生电流的影响只作一般了解。般了解。课时安排：课时安排： 1 课时，（总课时，（总 2 课时，制作氢氧燃料电池和析氢课时，制作氢氧燃料电池和析氢腐蚀、吸氧腐蚀拟放在第二课时）腐蚀、吸氧腐蚀拟放在第二课时） 2024/7/24 2:305（三）从实验视角看（三）从实验视角看必修必修2第第38页页“化学能转变为电能的活动与探究化学能转变为电能的活动与探究” 一是电流微弱，一是电流微弱， 用灵敏检流计检测；用灵敏检流计检测； 二是供电时间短暂，二是供电时间短暂， 电池的放电效率低；电池的放电效率低； 三是锌极板有大量气泡，三是锌极板有大量气泡， 干扰铜极板现象的观察。干扰铜极板现象的观察。 2
4、024/7/24 2:306（三）从实验视角看（三）从实验视角看选修选修3第第12页页“原电池的工作原理活动与探究原电池的工作原理活动与探究”克服了锌极板有大量气泡的现象克服了锌极板有大量气泡的现象 盐桥能说明内电路中离子的迁移盐桥能说明内电路中离子的迁移 电流密度依然较小，不足以使小灯泡发亮电流密度依然较小，不足以使小灯泡发亮 2024/7/24 2:307提出课题提出课题用更有说服力的实验来证实用更有说服力的实验来证实 具有实际价值的电池具有实际价值的电池探究电池效率的因素，探究电池效率的因素， 放大电池的电流密度，放大电池的电流密度， 延长电池的工作时间，延长电池的工作时间， 。2024
5、/7/24 2:308二、实验基本原理二、实验基本原理2024/7/24 2:309电子迁移电子迁移正极正极负极负极Cu2+ + 2e- = CuZn - 2e- = Zn2+ 电池反应电池反应 Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu离子迁移离子迁移外电路外电路检流计检流计内电路内电路盐盐 桥桥ZnSO4溶液溶液K+迁入迁入Cl- 迁入迁入CuSO4溶液溶液2024/7/24 2:3010实验表明：实验表明：电池的电流密度的大小与电极的表面积、极板之电池的电流密度的大小与电极的表面积、极板之 间的距离和介质等因素有关；间的距离和介质等因素有关；无论何种材料制作的原电池，电池的极化作用都无论
6、何种材料制作的原电池，电池的极化作用都是很强的，极化作用会使电极的放电反应变得迟是很强的，极化作用会使电极的放电反应变得迟钝，影响电池的工作时间，而去极化剂（如高锰钝，影响电池的工作时间，而去极化剂（如高锰酸钾、重铬酸钾和过氧化氢等氧化剂）由于有效酸钾、重铬酸钾和过氧化氢等氧化剂）由于有效降低了电极的极化作用，提高了电池的放电效率。降低了电极的极化作用，提高了电池的放电效率。为此设计了如下图的实验装置。为此设计了如下图的实验装置。2024/7/24 2:3011铜锌原电池铜锌原电池2024/7/24 2:3012三、实验操作要点三、实验操作要点2024/7/24 2:30131装置的组装装置的
7、组装 取一块锌片（取一块锌片（6cm3.3cm）和一块铜片和一块铜片 （6cm3.3cm），），两者之间放一块海绵（厚度两者之间放一块海绵（厚度2cm），）， 用橡皮筋固定好，用导线把小灯泡（用橡皮筋固定好，用导线把小灯泡（2.5V 0.3A）和和 锌片、铜片连接起来，插入放有锌片、铜片连接起来，插入放有50ml蒸馏水的蒸馏水的100ml 小烧杯中，组装这样的装置多个备用。小烧杯中，组装这样的装置多个备用。 2024/7/24 2:30142去极化剂的选择去极化剂的选择 向三个装置中分别加入向三个装置中分别加入 10ml 的稀硫酸，编号为甲的稀硫酸，编号为甲 乙、丙，观察小灯泡是否发光。乙、丙
8、，观察小灯泡是否发光。 向甲装置中加入向甲装置中加入 5ml 3% 的双氧水，振荡溶液，的双氧水，振荡溶液， 记录小灯泡发光的时间和亮度。记录小灯泡发光的时间和亮度。 向乙装置中加入向乙装置中加入 0.5 g 的重铬酸钾晶体，振荡溶液，的重铬酸钾晶体，振荡溶液， 记录小灯泡发光的时间和亮度。记录小灯泡发光的时间和亮度。 向丙装置中加入向丙装置中加入 0.5 g 的高锰酸钾晶体，振荡溶液，的高锰酸钾晶体，振荡溶液， 记录小灯泡发光的时间和亮度。记录小灯泡发光的时间和亮度。2024/7/24 2:30152去极化剂的选择去极化剂的选择 加入物质加入物质小灯泡发光小灯泡发光的时间的时间小灯泡发光小灯
9、泡发光的亮度的亮度实验结论实验结论5ml 3%的的双氧水双氧水约约6 min灯丝亮灯丝亮重铬酸钾重铬酸钾效果最好效果最好0.5 g重铬酸钾重铬酸钾约约13 min三者中最亮三者中最亮0.5 g高锰酸钾高锰酸钾约约4 min较双氧水亮较双氧水亮2024/7/24 2:30162024/7/24 2:30173电极材料的选择电极材料的选择 电极材料：电极材料：ZnC（直径直径1.1cm），），与与ZnCu对比对比溶液介质：稀硫酸溶液介质：稀硫酸去极化剂：重铬酸钾晶体去极化剂：重铬酸钾晶体电极材料：电极材料：Al C （直径直径1.1cm），），与与AlCu对比对比溶液介质：稀盐酸溶液介质：稀盐酸去
10、极化剂：重铬酸钾晶体去极化剂：重铬酸钾晶体按照上述实验装置和操作方法进行实验，观察现象。按照上述实验装置和操作方法进行实验，观察现象。 2024/7/24 2:31183电极材料的选择电极材料的选择 电极材料电极材料电解液电解液小灯泡发光的亮度小灯泡发光的亮度实验结论实验结论Zn C稀硫酸稀硫酸亮，可照明亮，可照明碳电极碳电极 优于优于铜电极铜电极Al C稀盐酸稀盐酸亮，可照明亮，可照明2024/7/24 2:31192024/7/24 2:31204溶液介质的选择溶液介质的选择 ZnCNaOH： 小灯泡不亮，检流计偏转。小灯泡不亮，检流计偏转。AlCNaOH： 小灯泡不亮，两极有气泡。小灯泡
11、不亮，两极有气泡。 电极材料：电极材料：Zn C（直径直径1.1cm） ，Al C 溶液介质：加入约溶液介质：加入约 10 g 氢氧化钠固体氢氧化钠固体 去极化剂：重铬酸钾晶体去极化剂：重铬酸钾晶体 按照上述实验装置和操作方法进行实验，观察实验按照上述实验装置和操作方法进行实验，观察实验 现象。现象。 2024/7/24 2:31212024/7/24 2:3122四、实验注意事项四、实验注意事项2024/7/24 2:31231电解质用浓硫酸或固体氢氧化钠立即加水配制成溶电解质用浓硫酸或固体氢氧化钠立即加水配制成溶 液，由于它们溶解放热，形成热的介质，加快了电液，由于它们溶解放热，形成热的介
12、质，加快了电 极反应。极反应。2如要灯泡持续发亮，不断振荡是关键。可以用电极如要灯泡持续发亮，不断振荡是关键。可以用电极 搅拌溶液。海绵比两极板稍长，以防碰破烧杯底。搅拌溶液。海绵比两极板稍长，以防碰破烧杯底。3. 锌片和铜片先用碱液处理，再用酸液处理，然后用锌片和铜片先用碱液处理，再用酸液处理，然后用 蒸馏水漂洗。蒸馏水漂洗。2024/7/24 2:3124Gibco胎牛血清 http:/ Gibco胎牛血清 vzg91wcv 已经无法继续开店，也没有条件坚持等到十月以后了，只能现在就带着三个孩子过江南去另谋生路。希望张老乡携家眷来到汉口镇的时候，这里的情况已经有所好转。倘若在这里无法立足，
13、也下江南来吧。如果苍天有眼，希望大家还能在江南再次相遇，共叙友情，云云。耿英把剩余的白面全部打成大饼，用包裹包好了放到箩筐内，作为父子四人路上吃的干粮。次日清晨，天气完全放晴了，但街道上大量尚未清理掉的厚淤泥踩上去仍然还有点儿陷脚。耿家父子四人饱餐一顿之后，先将剩余的粮油米面和锅碗瓢盆等规整好了放在箩筐内，再把所有的衣物被褥等打了大小三包，耿正将开店以来一直没有再拉的二胡用一块儿厚厚的布包好了别在最大的行李卷上。至于木床、桌子、水缸、铁炉子和橱柜什么的大家什儿是没有办法带的，只能是丢弃了。然后，父子四人把所有能够带着走的东西全部搬到楼外。耿老爹和耿英恋恋不舍地又返回店铺内转了一圈。耿老爹把称米
14、面用的盘秤和秤砣拿起来看看，说：“这个以后也许还用得着呢，带上吧！”说罢，用扫把清理了一番，拿出来放到箩筐里。耿英拿下挂在抽屉拉环上的小铁锁，又用力拉开抽屉欲拿起销售账本再看看，但那个字迹早已模糊不清的账本，稍微一翻动就立刻变作支离破碎的纸片了。耿英轻轻叹一口气走出来拉上店门。锁店门的大铁锁也是耿老爹租赁下这座小二楼以后自己买的，于是，耿英也把这把大铁锁从门环上取下来拿在手里。然后，再细细看一遍爹爹贴的留言。耿直抬起头来问爹爹：“张伯伯能看到你写的留言吗？”耿老爹没有说话。耿正拍拍弟弟的肩膀说：“但愿张伯伯能够早点儿听到这儿遭水灾的消息，先不要来了。即使是两、三个月之后，这里的条件也好不到那里
15、去。万一他们真的来了，全家人举目无亲的，可如何安身立命啊！”耿英看着爹爹留在店门上的一纸情真意切的留言，满怀深情地说：“真想再见到张伯伯啊！”想一想，耿英又推开店门走进店内，确认后门已经关上了，这才又走出店门。由于房东原来用的那两把旧铁锁一直搁在店铺里边的窗台上，父子们前两日在清理窗台上的淤泥时已经都给扔掉了，耿英就用手里的这把大铁锁锁上了店门。耿直不解，嘟哝了一句：“姐姐还锁门干啥呢？以后没有人住了。”耿正说：“还是锁上的好，免得这无主的房子过早地荒废了。那样，即使两、三个月以后张伯伯真得来了，也不太可能看到咱爹写的留言了。”耿老爹赞许地点点头没有说话。然后，父子们仰头望望二楼上紧闭着的窗户，看一眼已经没有了院墙和院门的小后院儿，痛心地想一想为父子们南下立足而立下了汗马功劳的老朋友那只高大的黑灰色毛驴和它拉的那挂再熟悉不过的平板车，一阵说不上来的悲切感一
